電是怎么產(chǎn)生的？

【專(zhuān)家解說(shuō)】：電是怎樣產(chǎn)生的 電是怎么生產(chǎn)出來(lái)的？回答這個(gè)問(wèn)題的時(shí)候我們不得不提到一位偉大的科學(xué)家―法拉第，正是他制造了世界上第一臺(tái)電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī)，成為人類(lèi)電氣時(shí)代的開(kāi)拓者。 法拉第在一七七一年七月二十二日出生于英國(guó)，父親是一位制鐵的工人，家境不好。法拉第沒(méi)有機(jī)會(huì)進(jìn)入學(xué)校進(jìn)行正規(guī)教育，只能在一個(gè)書(shū)店做學(xué)徒，好學(xué)的法拉第在七年的時(shí)間內(nèi)積累了大量的電學(xué)知識(shí)。一次偶然的機(jī)會(huì)使他成為當(dāng)時(shí)倫敦皇家學(xué)院院長(zhǎng)戴維的助手，從而改變了他的一生，最終成為了一名偉大的科學(xué)家。 一八二0年丹麥哥本哈根大學(xué)的奧斯特，偶然中發(fā)現(xiàn)一條通有電流的導(dǎo)線(xiàn)，當(dāng)貼近磁針時(shí)，磁針就會(huì)偏轉(zhuǎn)，不再指向北極了。電流和磁石這兩種奇妙的現(xiàn)象，原來(lái)人們以為是毫無(wú)聯(lián)系的，現(xiàn)在竟發(fā)現(xiàn)有這樣的聯(lián)系，引起了世界科學(xué)家們的注意。法拉第也立即被這一發(fā)現(xiàn)吸引住。 就在這一年戴維發(fā)現(xiàn)，凡是鋼鐵被通過(guò)電流的導(dǎo)線(xiàn)環(huán)繞時(shí)，便成為磁鐵，即電磁鐵。一八二一年英國(guó)化學(xué)家武拉斯吞當(dāng)聽(tīng)到奧斯特的發(fā)現(xiàn)之后便想到，如果磁石的一端放進(jìn)一根通電流的導(dǎo)線(xiàn)，電線(xiàn)就應(yīng)該自行旋轉(zhuǎn)起來(lái)。于是便到戴維的實(shí)驗(yàn)室里去作實(shí)驗(yàn)，結(jié)果失敗了。這次失敗使武拉斯吞很掃興，便不想再繼續(xù)作下去了。 但是法拉第卻覺(jué)得這是有希望的。他決定自己去作這樣的實(shí)驗(yàn)。一八二一年九月三日，他終于第一次看到了通電的導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中發(fā)生旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。他在實(shí)驗(yàn)室中高叫著：“它們轉(zhuǎn)動(dòng)了！”他象個(gè)孩子似地圍著桌子狂跳起來(lái)，并把他剛剛結(jié)婚的妻子呼喚到他的實(shí)驗(yàn)室里去參觀他的這個(gè)成功的實(shí)驗(yàn)。這是法拉第在二十九歲時(shí)發(fā)生的事。 法拉第常常問(wèn)自己：電轉(zhuǎn)化為磁是一種感應(yīng)，為什么不能有一種反感應(yīng)呢？既然由電可以產(chǎn)生磁，又為什么不能由磁而產(chǎn)生電呢？一八二二年法拉第在自己的日記中寫(xiě)著：“轉(zhuǎn)磁為電”。這就是他需要為之奮斗的目標(biāo)。法拉第也認(rèn)識(shí)到電是一種很有用的東西，伏特電池雖可以獲得穩(wěn)定的電流，但價(jià)錢(qián)太昂貴，能花很少的錢(qián)產(chǎn)生出電流來(lái)，這是當(dāng)時(shí)的急需。 有一天，他得到一塊圓柱形的長(zhǎng)條磁石，長(zhǎng)8.5英寸、厚3/4 英寸的圓柱形磁石， 又以203英尺長(zhǎng)的銅線(xiàn)繞在一個(gè)空的圓筒內(nèi)，銅線(xiàn)的兩端串接一個(gè)電流計(jì)，銅線(xiàn)是不通電流的。他將磁石的一端挨近銅線(xiàn)，電流計(jì)的指針不動(dòng)。忽然他把磁石完全插入銅線(xiàn)圈內(nèi)，電流計(jì)的指針卻突然動(dòng)起來(lái)了。他急忙又把磁石抽了回來(lái)，指針又動(dòng)了一下。難道真的有電流產(chǎn)生出來(lái)了嗎？法拉第驚喜起來(lái)。他試了一次又一次，果然感應(yīng)電流產(chǎn)生出來(lái)了。這是法拉第一生中最大的發(fā)現(xiàn)。 法拉第又堅(jiān)持研究很久才得出結(jié)論：金屬線(xiàn)與磁石之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是產(chǎn)生感應(yīng)電流的必要條件。進(jìn)一步他又引入了磁力線(xiàn)的概念，總結(jié)出被后人稱(chēng)為法拉第電磁感應(yīng)定律的定理。為了使磁電為人類(lèi)所用，他又制造了世界上第一臺(tái)電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī)。當(dāng)然，這一部發(fā)電機(jī)是很簡(jiǎn)陋的，卻是日后復(fù)雜發(fā)電機(jī)的始祖。他把一塊銅制平面板的邊，放于一塊有永久性磁力的磁石兩端之間，又把一片狹長(zhǎng)的銅和一片狹長(zhǎng)的鉛放，放在平面板的邊上，作為收電之用，然后又裝上一個(gè)電流計(jì)，當(dāng)平面板旋轉(zhuǎn)時(shí)，電流計(jì)上的指針也隨著移動(dòng)，這樣，一種有變化的電流，就在銅制平面板的邊中產(chǎn)生了。 法拉第把這項(xiàng)發(fā)明公諸于世，為人類(lèi)開(kāi)發(fā)了一個(gè)永不枯竭的金礦，但是他放棄了任何金錢(qián)的報(bào)酬，再度回到了實(shí)驗(yàn)室工作。 兩百多年過(guò)去了，盡管現(xiàn)在發(fā)電機(jī)的種類(lèi)繁多，如同步發(fā)電機(jī)、異步發(fā)電機(jī)等；容量從幾微瓦到上億瓦；發(fā)電方式各不相同，有火力發(fā)電、水力發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、核能發(fā)電等。但是他們的原理卻是與法拉第造的第一臺(tái)發(fā)電機(jī)的原理是相同的，都是法拉第電磁感應(yīng)原理。 當(dāng)然不可否認(rèn)，科技的發(fā)展也產(chǎn)生新的發(fā)電原理，如磁流體發(fā)電，太陽(yáng)能電池，燃料電池等，但是它們還只是停留實(shí)驗(yàn)室中，未被大量使用。展望未來(lái)，各種發(fā)電方法定會(huì)給我們帶來(lái)更多方便、潔凈的電能。